Тело брошено под углом к горизонту. Как меняются в ходе полёта до верхней точки траектории модуль его скорости, проекция скорости на горизонтальную ось и модуль ускорение?
К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

Таблица

Для того чтобы дать теоретическое объяснение изменений физических величин при движении тела, брошенного под углом к горизонту, необходимо рассмотреть законы кинематики и динамики, которые описывают такое движение.

Движение тела под углом к горизонту является примером движения в двух измерениях, которое можно разбить на два независимых компонента: горизонтальное движение (вдоль оси $x$) и вертикальное движение (вдоль оси $y$).

Когда тело движется по траектории, оно испытывает воздействие силы тяжести, которая действует только в вертикальном направлении (направлена вниз). Сила тяжести вызывает ускорение, равное ускорению свободного падения $g$, величина которого приблизительно равна $9.8 \, \text{м/с}^2$ на поверхности Земли.

Основные понятия:

1. Модуль скорости тела ($v$):
   Модуль скорости тела — это совокупная скорость, которую можно рассчитать как векторную сумму горизонтальной ($v_x$) и вертикальной ($v_y$) компонент скорости:
   $$ v = \sqrt{v_x^2 + v_y^2} $$
   На протяжении всего движения модуль скорости изменяется, так как вертикальная компонента скорости ($v_y$) меняется из−за действия силы тяжести. На восходящей части траектории скорость уменьшается (за счёт уменьшения $v_y$), достигает минимума в верхней точке траектории (где $v_y = 0$), а затем увеличивается на нисходящей части.

2. Проекция скорости тела на горизонтальную ось ($v_x$):
   Горизонтальная компонента скорости ($v_x$) при движении тела под углом к горизонту остаётся неизменной, поскольку на тело не действует сила в горизонтальном направлении (отсутствие сопротивления воздуха в идеализированном случае). Это связано с законом сохранения импульса в горизонтальном направлении.

3. Модуль ускорения тела ($a$):
   Ускорение тела в данном движении равно ускорению свободного падения ($g$), которое является постоянным и направлено вертикально вниз. На протяжении всего полёта модуль ускорения тела не изменяется и остаётся равным $g$.

Как изменяются величины в различных точках траектории:

• Модуль скорости тела ($v$):
  В начале траектории модуль скорости максимален. На восходящей части траектории $v$ уменьшается, так как вертикальная компонента скорости ($v_y$) уменьшается из−за действия силы тяжести. В верхней точке траектории модуль вертикальной скорости ($v_y$) становится равным нулю, но горизонтальная скорость ($v_x$) остаётся неизменной, поэтому модуль скорости ($v$) минимален в этой точке. На нисходящей части траектории $v$ снова увеличивается.

• Проекция скорости тела на горизонтальную ось ($v_x$):
  Горизонтальная скорость ($v_x$) остаётся неизменной на протяжении всего полёта, поскольку на тело не действует сила в горизонтальном направлении.

• Модуль ускорения тела ($a$):
  Ускорение тела на протяжении всего движения равно $g$ и остаётся неизменным, поскольку сила тяжести действует постоянно с одинаковой величиной и направлена вертикально вниз.

Итоги:

• Модуль скорости тела ($v$) — изменяется, уменьшается во время подъёма, становится минимальным в верхней точке траектории и увеличивается во время спуска.
• Горизонтальная скорость ($v_x$) — не изменяется.
• Модуль ускорения тела ($a$) — не изменяется и всегда равен $g$.

Теперь эти выводы можно использовать для заполнения таблицы, сопоставляя физические величины с их изменением.